[发明专利]一种聚合物分子信息存储纠错编解码系统

权利要求书

1.一种聚合物分子信息存储纠错编解码系统，其特征在于，包括：

路径保护编码单元，用于以路径保护的编码方式将二进制信息转码为N进制聚合物分子信息编码，其中N为聚合物分子单体类型数；

路径搜索解码单元，用于以路径搜索和路径校验的方式将聚合物分子序列数据信息中序列长度不一和包含有随机单体替换、删除与插入错误的数据信息解码为二进制信息；

所述路径保护编码单元包括索引模块、路径校验编码模块、转码模块和校验单体插入模块；

所述索引模块能够生成系列索引A，并以预设长度将待存储二进制信息分配至索引A；索引A经预设算法生成相对应的索引B；所述预设算法包括伪随机函数法和哈希算法；所述索引A与索引B构成双索引；

所述路径校验编码模块包括路径校验码，所述路径校验码是索引A和分配至该索引A的二进制信息经预设算法生成的；所述预设算法包括循环冗余校验算法；

所述索引A、二进制信息、索引B和路径校验码组成第一信息码矩阵；

所述转码模块能够根据预设的二进制比特序列-N进制聚合物单体序列对应规则，将任意一个二进制信息序列转码为相对应的N进制聚合物序列，或将任意一个N进制聚合物序列转码为相对应的二进制比特序列；

所述校验单体插入模块能够根据预设的校验规则选取方式在预设的校验单体校验规则序列表中选择初始的校验规则，之后根据预设的校验单体校验规则序列表依次选取对应的校验规则进行校验单体的插入；

所述第一信息码矩阵经转码模块和校验单体插入模块编码后生成N进制的第二信息码矩阵；

所述路径搜索解码单元包括德布莱英图构建模块、索引路径搜索模块、转码模块和路径校验模块；

所述德布莱英图构建模块能够将长度不一致、含有随机单体替换、删除和插入错误的聚合物分子序列信息按照K-mer的长度、统计K-mer呈现的频率，构建得到德布莱英图网络；

所述索引路径搜索模块能够以Q个单体为基数，根据预设的搜索模式，从索引A所含的序列起始，在所述构建的德布莱英图网络中，搜索得到与索引A相对应的长度为Q的路径；或从索引B所含的序列起始，搜索得到与索引B相对应的长度为Q的路径；或分别从索引A和索引B的端点处同时起始，搜索相对应的长度为Q的路径；

所述路径校验模块能够通过路径纠错码对经索引路径搜索模块搜索得到的经转码模块转码后的路径进行校验并对正确路径进行选择。

2.根据权利要求1所述的一种聚合物分子信息存储纠错编解码系统，其特征在于，所述索引A为至少一个特定长度且值唯一的二进制信息序列；所述二进制比特序列-N进制聚合物单体序列对应规则为具有特定长度的任意二进制比特序列分别具有相对应的特定长度的、唯一的N进制聚合物单体序列；所述二进制比特序列的特定长度不小于1个位；所述N进制聚合物单体序列对应规则的序列特定长度不小于1个位。

3.根据权利要求1所述的一种聚合物分子信息存储纠错编解码系统，其特征在于，所述校验单体校验规则是由至少一组符合预设要求的双单体组合分组，且每个分组都分配一个独特的单体类型作为校验单体；所述预设要求为每个分组的所有组合在相同位置分别具有不同的单体类型；所述预设的校验单体校验规则序列表是由预设的不同的校验单体校验规则按照预设的方式生成的；所述预设的方式包括随机序列、递增序列、递减序列和/或上述序列的任意组合序列。

4.根据权利要求3所述的一种聚合物分子信息存储纠错编解码系统，其特征在于，所述预设的校验单体校验规则序列表中任意相邻的校验规则的每个分组都具有不同的校验单体。

5.根据权利要求1所述的一种聚合物分子信息存储纠错编解码系统，其特征在于，所述初始插入校验单体的相对应的规则的选取方式包括以下任意一种：

①通过将索引A的值与所述校验单体校验规则总数比值的余数作基准值，以所述基准值在校验单体校验规则序列表中选取初始校验单体插入所对应的校验规则；

②通过将索引A的值与检验单体校验规则序列表长度比值的余数作基准值，以所述基准值在校验单体校验规则序列表中选取初始校验验单体插入所对应的校验规则；

③通过将索引A的值与其他固定数字比值的余数作基准值，以所述基准值在校验单体校验规则序列表中选取初始校验单体插入所对应的校验规则。